ابداع سیستم دوربین عمق سنج جدید با الهام از چشمان عنکبوت

ربات ها و گجت های مختلف هر روز بیشتر از گذشته به زندگی ما ورود پیدا می کنند و در نتیجه لازم است که توانایی دیدن آنها به شکل سه بعدی نیز بهبود داده شود اما همانطور که در تلفن های هوشمند دیده اید، دوربین های عمق سنج در برهه کنونی حجیم و بزرگ هستند و به همین خاطر دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که شاید رویکرد مورد استفاده توسط عنکبوت ها برای تشخیص فاصله شان تا طعمه بتواند آنها را در بهبود این تکنولوژی یاری دهد.

عنکبوت ها برای اینکه شکارچیان خوبی باشند باید مسیر پیش رو و طعمه های خود را به خوبی ببینند. از طرفی سر کوچک این موجودات با چندین پروژکتور نوری ریز پر شده که دیدن را برای آنها ممکن می کند. حال این سوال مطرح می شود که آنها چطور این کار را انجام می دهند؟ باید بگوییم که این موجود درست مانند سایر بندپایان از روشی بسیار عجیب و البته جالب برای این منظور کمک می گیرد که در ادامه با شما در میان می گذاریم.

چشم های متعدد عنکبوت ها به جای آنکه عکس هایی با اختلاف اندک را از یک سوژه بگیرد و آن عکس ها را پردازش کند عملکردی شبیه به یک سیستم عمق سنج را از خود به نمایش می گذارند. هر کدام از این چشم ها چندین لایه با رتینای شفاف دارد که فضای پیش رو را بسته به فاصله جانور تا آنها با سطح معینی از تاری می بینند. اختلاف تاری ناشی از مشاهده یک منظره که ناشی از وجود لایه های مختلف در چشمان این بندپاست در سیستم عصبی بسیار کوچک آن مقایسه می شود و در نهایت برآورد دقیقی از مسافت پیش رو با استناد به این اطلاعات صورت می گیرد.

حال محققان دانشگاه هاروارد با الهام از این مکانیزم نوعی سیستم دوربین عمق سنج بسیار پیشرفته را ساخته اند که می تواند بدون نیاز به اجزای اپتیکال مرسوم عمق را تشخیص دهد.

متا لنز ساخته شده توسط پروفسور فدریکو کاپاسو (مهندس برق) و همکارانش میتواند یک تصویر ورودی را در قالب دو عکس مشابه به هم با سطح تاری متفاوت تشخیص دهد (درست کاری که چشمان عنکبوت انجام می دهد). این عکس ها در ادامه با استفاده از الگوریتمی مقایسه می شوند و پس از اندک زمانی، تصویر نهایی با محاسبه کامل عمق زمینه ارائه می شود.

این فرایند از آنجا که به سخت افزار و قدرت کامپیوتری کمی نیاز دارد بسیار مقرون به صرفه است و در فضایی کوچک قابل انجام خواهد بود: سیستمی که در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت تنها ۳ میلیمتر اندازه داشت.

این یعنی سیستم دوربین عمق سنج جدید محققان هاروارد را نتنها در ماشین های خودران و ربات های صنعتی که در گجت های کوچک و اقلام هوشمند خانگی نیز میتوان به کار گرفت اما احتمالا به این زودی ها جایگزین Face ID نمی شود.